CN110253476A - 一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田计量技术领域，公开了一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，包括AGV车体，所述AGV车体的顶部固定有支撑板，所述支撑板的前后两端均固定有导柱，所述导柱的上端之间设有升降平台，所述升降平台与导柱滑动连接，所述升降平台与支撑板之间设有电动升降机构；所述升降平台的顶面设有基座，所述基座上设有电动扳手，所述升降平台上设有横向电控平移机构，所述横向电控平移机构上设有纵向电控平移机构，所述的基座固定在纵向电控平移机构上。本发明能够自动控制计量阀的开启和关闭，极大的降低了人工劳动强度、降低了人工成本，提高了计量阀的控制效率和控制准确度。

Description

一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置

技术领域

本发明涉及油田计量技术领域，尤其涉及一种油田计量站阀组控制装置。

背景技术

石油开采过程中，需要对每个油井的石油进行石油计量，石油计量就是通过设备检测出石油中水、油、汽的含量以及石油的密度等，从而对该油井中的石油品质进行定量评估，石油计量在石油开采过程中非常重要。目前油田开采都会设置油田计量站，油田计量站内设有很多的计量阀，计量阀一排一排的分布，每个计量阀的一端通过管路与油井连接，计量阀的另一端通过管路连接到计量设备中，当需要对哪个油井计量时，需要人工接触工具(例如大扭矩扳手、套筒扳手等)打开对应的计量阀的阀芯，使得油井内的石油进入计量设备中进行计量，一定时间后，还需要人工关闭该计量阀，然后打开另一个计量阀进行石油计量，人工劳动强度很大，效率较低，有些大型油田计量站内需要配置大量人工，人工成本也很高；而且油田计量站内空气环境中含有很多石油挥发物，工人长期在油田计量站内活动，会对健康产生不利影响。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的油田计量站内人工手动控制计量阀导致劳动强度大、控制效率低、控制成本高的问题，提供了一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，该种控制装置能够自动控制计量阀的开启和关闭，极大的降低了人工劳动强度、降低了人工成本，提高了计量阀的控制效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，包括AGV车体，所述AGV车体的顶部固定有支撑板，所述支撑板的前后两端均固定有导柱，所述导柱的上端之间设有升降平台，所述升降平台与导柱滑动连接，所述升降平台与支撑板之间设有电动升降机构；所述升降平台的顶面设有基座，所述基座上设有电动扳手，所述升降平台上设有横向电控平移机构，所述横向电控平移机构上设有纵向电控平移机构，所述的基座固定在纵向电控平移机构上。AGV车体放置在油田计量站的地面上，无需人工驾驶，通过计算机来控制AGV车体的移动轨迹，计量阀一排一排的分布，每个计量阀上的阀杆水平分布；需要开启或关闭某一个计量阀时，通过计算机设置到AGV车体的运动轨迹、路径，AGV车体移动到对应的计量阀组处，电动升降机构控制升降平台升降到与阀杆对应的高度，横向电控平移机构微调电动扳手的轴向位置，当电动扳手的轴线与阀杆的轴线同轴时，纵向电控平移机构带动电动扳手向前移动，使得电动扳手与阀杆对接，电动扳手转动以带动阀杆的转动，从而实现该计量阀的开启和关闭；根据需要开启计量阀的顺序、时间，可以通过计算机设置好AGV车体的移动轨迹、等待时间，从而能够无人值守的实现任意计量阀的开启和关闭，以实现石油计量；极大的降低了人工成本，提高了计量阀的控制效率和准确性。

作为优选，其特征是，所述的电动升降机构包括上连接座、下连接座、平行四边形支架，所述上连接座、下连接座上均设有两根连接轴，所述平行四边形支架的上端与上连接座上的连接轴转动连接，平行四边形支架的下端与下连接座上的连接轴转动连接，所述上连接座与升降平台的底面固定连接，所述下连接座与支撑板固定连接，所述平行四边形支架的中间部位设有用于控制平行四边形支架伸缩的伸缩电缸。伸缩电缸的轴端缩入时，平行四边形支架升高，伸缩电缸的轴端伸出时，平行四边形支架降低，因此可以通过伸缩电缸的轴端伸出长短以精确控制升降平台的高度(即控制电动扳手的高度位置)。

作为优选，所述升降平台两侧的设有横向滑杆，每根横向滑杆上均设有两个横向滑块，不同的横向滑杆上的横向滑块的顶面之间固定有纵向滑杆，所述纵向滑杆上设有纵向滑块，所述基座与纵向滑块固定连接，所述升降平台的侧面设有用于驱动横向滑块移动的横向电缸，所述横向滑块与纵向滑块之间设有纵向电缸；所述横向滑杆、横向滑块、横向电缸构成所述的横向电控平移机构，所述的纵向滑杆、纵向滑块、纵向电缸构成所述的纵向电控平移机构。横向电缸带动横向滑块的移动以调节电动扳手的横向位置，纵向电缸的伸缩以实现电动扳手的前进与后退。

作为优选，每根横向滑杆上还设有辅助滑块，所述横向滑块与辅助滑块的侧面之间固定有连接条，所述横向电缸的一端与升降平台的侧面转动了解，横向电缸的另一端与连接条的侧面转动连接；其中一个横向滑块的顶面位于纵向滑杆的一端设有限位座，所述限位座上固定有铰接座，所述纵向电缸的一端与铰接座铰接，纵向电缸的另一端通过转接件与基座固定连接，纵向电缸与转接件的外端铰接连接。

作为优选，所述的电动扳手包括电机、减速器、套筒，所述的电机、减速器均固定在基座上，所述减速器的输入端与电机的轴端连接，所述减速器的输出端通过联轴器与套筒同轴固定连接。电机通过减速器带动套筒的转动，套筒与阀杆的外端对接时，可以传递扭矩带动阀杆的稳定转动。

作为优选，所述的AGV车体的底部设有四个驱动轮、为驱动轮提供动力的蓄电池，所述AGV车体的底部前端设有地标传感器，油田计量站内位于AGV车体下方的地面上设有与计量阀一一对应的地标站点。给AGV车体指令，AGV车体自动移动到对应的地标站点处，地标传感器检测到指令对应的地标站点时，AGV车体停止，该地标站点与需要操作的计量阀相对应。

作为优选，所述AGV车体的后端设有无线充电模块，油田计量站的地面上位于AGV车体的起点位置处设有无线充电器。AGV车体在一定的时间内没有接收到指令时，会自动回到初始位置，此时无线充电器与无线充电模块靠近，通过无线充电模块给蓄电池充电。

作为优选，所述减速器的顶部设有二维码识别摄像头，所述二维码识别摄像头的周围设有照明灯。每个阀杆的正上方一一对应设置一个二维码，AGV车体移动到对应地标处时，电动扳手移动到与该计量阀的阀杆同轴时，二维码识别摄像头正好检测到该二维码，并识别二维码的信息，如果识别的信息与地标站点的信息一致，则电动扳手动作，开启或关闭该计量阀，如果识别的信息与地标站点的信息不一致，则电动扳手停止动作，AGV车体将信息反馈到计算机终端，此时表示AGV车体的位置不准确或者地标站点位置不对或二维码位置不对，需要人工确认并调整；电动扳手动作前对指令进行核对，以防止出错。

因此，本发明能够自动控制计量阀的开启和关闭，极大的降低了人工劳动强度、降低了人工成本，提高了计量阀的控制效率和控制准确度。

附图说明

图1为发明的一种结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图2中A处局部放大示意图。

图5为AGV车体的底部结构示意图。

图6为升降平台的结构示意图。

图7为图6的另一视角的结构示意图。

图8为本发明的运动原理示意图。

图中：AGV车体1、支撑板2、导柱3、升降平台4、电动升降机构5、上连接座50、下连接座51、平行四边形支架52、连接轴53、伸缩电缸53、基座6、电动扳手7、电机70、减速器71、套筒72、联轴器73、横向电控平移机构8、横向滑杆80、横向滑块81、横向电缸82、辅助滑块83、连接条84、纵向电控平移机构9、纵向滑杆90、纵向滑块91、纵向电缸92、限位座93、铰接座94、转接件95、二维码识别摄像头10、照明灯11、地标站点12、无线充电器13、计量阀14、阀杆15、驱动轮100、蓄电池101、地标传感器102、无线充电模块103。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2和图6所示的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，包括AGV车体1，AGV车体1的顶部固定有支撑板2，支撑板的前后两端均固定有导柱3，导柱的上端之间设有升降平台4，升降平台4与导柱滑动连接，升降平台4与支撑板2之间设有电动升降机构5，电动升降机构5包括上连接座50、下连接座51、平行四边形支架52，上连接座、下连接座上均设有两根连接轴53，平行四边形支架52的上端与上连接座50上的连接轴转动连接，平行四边形支架52的下端与下连接座51上的连接轴转动连接，上连接座50与升降平台4的底面固定连接，下连接座51与支撑板2固定连接，平行四边形支架52的中间部位设有用于控制平行四边形支架伸缩的伸缩电缸54。升降平台4的顶面设有基座6，基座上设有电动扳手7，升降平台4上设有横向电控平移机构8，横向电控平移机构上设有纵向电控平移机构9，基座固定在纵向电控平移机构上。

如图3、图6和图7所示，升降平台4两侧的设有横向滑杆80，每根横向滑杆80上均设有两个横向滑块81，不同的横向滑杆上的横向滑块的顶面之间固定有纵向滑杆90，纵向滑杆90上设有纵向滑块91，基座6与纵向滑块91固定连接，升降平台4的侧面设有用于驱动横向滑块移动的横向电缸82，横向滑块81与纵向滑块91之间设有纵向电缸92；横向滑杆80、横向滑块81、横向电缸82构成的横向电控平移机构8，纵向滑杆90、纵向滑块91、纵向电缸92构成纵向电控平移机构9；每根横向滑杆80上还设有辅助滑块83，横向滑块80与辅助滑块83的侧面之间固定有连接条84，横向电缸82的一端与升降平台4的侧面转动了解，横向电缸82的另一端与连接条84的侧面转动连接；其中一个横向滑块81的顶面位于纵向滑杆90的一端设有限位座93，限位座93上固定有铰接座94，纵向电缸92的一端与铰接座铰接，纵向电缸92的另一端通过转接件95与基座固定连接，纵向电缸与转接件的外端铰接连接。

如图3和图6所示，电动扳手7包括电机70、减速器71、套筒72，电机、减速器均固定在基座上，减速器71的输入端与电机的轴端连接，减速器的输出端通过联轴器73与套筒72同轴固定连接；如图2和图4所示，减速器71的顶部设有二维码识别摄像头10，二维码识别摄像头的周围设有照明灯11。

如图5、图8所示，AGV车体1的底部设有四个驱动轮100、为驱动轮提供动力的蓄电池101，AGV车体1的底部前端设有地标传感器102，油田计量站位内于AGV车体下方的地面上设有与计量阀一一对应的地标站点12；AGV车体1的后端设有无线充电模块103，油田计量站的地面上位于AGV车体的起点位置处设有无线充电器13，该种无线充电器为靠近式无线充电器，即只需要将充电模块靠近无线充电器就能充电。

结合附图，本发明的原理如下：如图8所示，多个计量阀14排列成一排，计量阀的阀杆15均水平朝向同一侧且与电动扳手的轴线平行，阀杆的正上方设置二维码；油田计量站的地面上安装若干与计量阀一一对应的地标站点12，图8中虚线箭头方向为AGV车体1的运动方向，AGV车体1的起点位置设置无线充电器13；AGV车体位于初始位置时，无线充电器13通过AGV车体内的无线充电模块为蓄电池充电，当需要打开第三个计量阀时，通过计算机给AGV车体发出指令，AGV车体自动移动到第三个计量阀对应的地标站点12处，AGV车体停止，电动升降机构带动升降平台上升，使得套筒的高度与阀杆的高度一致，然后通过横向电缸带动电动扳手横向移动(由于地标站点、阀杆的相对位置都是一致的)，横向电缸的移动距离通过计算机内设定好，当套筒的轴线移动至与阀杆的轴线同轴时，减速器71的顶部的二维码识别摄像头10识别该阀杆正上方的二维码，若该二维码的与该地标站点的信息一致时，纵向电缸带动套筒向前移动与阀杆对接，电机带动减速器转动，从而带动阀杆转动、打开该计量阀；若二维码识别摄像头10识别该阀杆正上方的二维码，发现二维码的信息与该地标站点的信息不一致时，则表示流程中某个环节存在错误，AGV车体将信号反馈给计算机，电动扳手不工作，从而防止计量阀被误打开。若AGV车体在1小时内没有收到指令，AGV车体自动回到初始位置进行充电。可以根据实际需要，在同一个地标站点对应两个不同高度的计量阀，或者同一个地标站点对应两个不同水平位置的计量阀。本发明能够自动控制计量阀的开启和关闭，极大的降低了人工劳动强度、降低了人工成本，提高了计量阀的控制效率和控制准确度。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，包括AGV车体，所述AGV车体的顶部固定有支撑板，所述支撑板的前后两端均固定有导柱，所述导柱的上端之间设有升降平台，所述升降平台与导柱滑动连接，所述升降平台与支撑板之间设有电动升降机构；所述升降平台的顶面设有基座，所述基座上设有电动扳手，所述升降平台上设有横向电控平移机构，所述横向电控平移机构上设有纵向电控平移机构，所述的基座固定在纵向电控平移机构上。

2.根据权利要求1所述的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，所述的电动升降机构包括上连接座、下连接座、平行四边形支架，所述上连接座、下连接座上均设有两根连接轴，所述平行四边形支架的上端与上连接座上的连接轴转动连接，平行四边形支架的下端与下连接座上的连接轴转动连接，所述上连接座与升降平台的底面固定连接，所述下连接座与支撑板固定连接，所述平行四边形支架的中间部位设有用于控制平行四边形支架伸缩的伸缩电缸。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，所述升降平台两侧的设有横向滑杆，每根横向滑杆上均设有两个横向滑块，不同的横向滑杆上的横向滑块的顶面之间固定有纵向滑杆，所述纵向滑杆上设有纵向滑块，所述基座与纵向滑块固定连接，所述升降平台的侧面设有用于驱动横向滑块移动的横向电缸，所述横向滑块与纵向滑块之间设有纵向电缸；所述横向滑杆、横向滑块、横向电缸构成所述的横向电控平移机构，所述的纵向滑杆、纵向滑块、纵向电缸构成所述的纵向电控平移机构。

4.根据权利要求3所述的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，每根横向滑杆上还设有辅助滑块，所述横向滑块与辅助滑块的侧面之间固定有连接条，所述横向电缸的一端与升降平台的侧面转动了解，横向电缸的另一端与连接条的侧面转动连接；其中一个横向滑块的顶面位于纵向滑杆的一端设有限位座，所述限位座上固定有铰接座，所述纵向电缸的一端与铰接座铰接，纵向电缸的另一端通过转接件与基座固定连接，纵向电缸与转接件的外端铰接连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，所述的电动扳手包括电机、减速器、套筒，所述的电机、减速器均固定在基座上，所述减速器的输入端与电机的轴端连接，所述减速器的输出端通过联轴器与套筒同轴固定连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，所述的AGV车体的底部设有四个驱动轮、为驱动轮提供动力的蓄电池，所述AGV车体的底部前端设有地标传感器，油田计量站内位于AGV车体下方的地面上设有与计量阀一一对应的地标站点。

7.根据权利要求6所述的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，所述AGV车体的后端设有无线充电模块，油田计量站的地面上位于AGV车体的起点位置处设有无线充电器。

8.根据权利要求5所述的一种基于油田计量站的无人值守阀组控制装置，其特征是，所述减速器的顶部设有二维码识别摄像头，所述二维码识别摄像头的周围设有照明灯。